PL80208B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Pilkington Brothers Limited, Liverpool (Wielka Brytania) Sposób wytwarzania szkla oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania szkla oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu.Znany jest z opisu patentowego Wielkiej Brytanii Nr 835820 siposób wytwarzania szkla, w którym wyrób szklany podgrzewany jest do temperatury powyzej 600°C a nastepnie poddawany dzialaniu gazu, na przyklad halogenków aluminium, cynku, cyrkonu, chromu, moldlbenu, woltfriamu, kobaltu, niklu boru, manganu i krzemu. Proces oddzialy¬ wania gazu na powierzchnie szkla przeprowadza¬ ny jest w powietrzu.Znane jest równiez urzadzenie do wytwarzania szkla zawierajace wanne z kapiela stopionego me¬ talu, elementy do 'doprowadzania szkla do wanny i przesuwania go wzdluz niej z regulowana pred¬ koscia oraz termoregulatory do utrzymywania do¬ statecznie wysokiej temperatury szkla.W znanym sposobie wytwarzania szkla, reakcja miedzy para zwiazku a gazem utleniajacym za¬ chodzi juiz wtedy, gdy dwa czynniki te mieszane sa ze soba w poblizu powierzchni szkla. Tworzy sie wiec tlenek, który osiada w postaci plamek na powierzchni szkla powodujac nierównomierne ule¬ pszanie powierzchni szkla.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania szkla o pozadanej jakosci powierzchni, na. przyklad o okireslonym zabanwieniu, który nie ma ¦ wad sposobów (stepowanych dotychczas. Dal¬ szym celem wynalazku jest opracowanie konstruk¬ cji urzadzenia .do ^wytwarzainia szkla. 10 15 25 30 Cel wynalazku osiagnieto przez to, ze zwiazek metalu w postaci pary kieruje sie na goraca po¬ wierzchnie szkla w warunkach utleniajacych przy temperaturze powyzej 600°C i reguluje sie stezenie gazu utleniajacego tak, ze tlenek metalu powstaje w miare równomiernego rozpuszczania sie w gora¬ cej warstwiie powierzchniowej.Cel wynalazku zostal osiagniety równiez przez to, ze urzadzenie ma obudowe otwarta od spodu, umieszczona tuz nad powierzchnia przesuwajacego sie szkla, wyznaczajaca nad powierzchnia szkla strefe obróbki oddzielona od atmosfery ochronnej.Pod obudowa urzadzenie ma elementy doprowadza¬ jace zwiazek metalu w postaci pary do powierzchni goracego szkla, elementy do utrzymywania we¬ wnatrz obudowy atmosfery utleniajacej oraz ele¬ menty do odprowadzania zuzytej pary z obudowy.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze szklo kondycjonuje sie cieplnie ido temperatury, w której jest ono podatne na modyfikacje powierz¬ chni i kieruje w warunkach utleniajacych na po¬ wierzchnie igoraoego szkla pary zwiazku metalu regulujac te warunki tak aby ulatwic utlenianie zwiazku metalu na powierzchni szkla i wytwarza¬ nie tlenku metalu, który rozpuszcza sie w powierz- chiniiowej warstwie szkla. Warunki utleniajace mu¬ sza byc regulowane tak azeby pomiedzy para zwiazku metalu i gazem utleniajacym zachodzila; tylko slaba reakcja lulb aizeby takowa wogóle nie miala miejsca przed zetknieciem sie pary zwiazku 80 20880 208 metalu z powierzchnia szkla. Utlenianie pary zwiazku metalu jest ulatwione przez powierzchnie szkla, o której mozna powiedziec, ze zaklóca stan równowagi istniejacy miedzy para zwiazku metalu i gazem utleniajacym wskutek rozpuszczenia w so¬ bie .tlenku metalu i tym samym przyspieszania utleniania zwiazku metalu przy powierzchni szkla oraz rozpuszczania w tej powierzchni otrzymywa¬ nego tlenku metalu.W jednym z rozwiazan wynalazku para zwiazku metalu moze byc wytwarzana w poblizu powierz¬ chni szkla. Sposób ten charakteryzuje sie umiesz¬ czeniem masy metalu, sluzacego ido obróbki szkla, w poJblizu idbrabianej powierzchni szkla, oraz kie¬ rowaniem gazu oddzialujacego ponad ta masa dla wytworzenia pary zwiazku metalu w sasiedztwie powierzchni szkla. Gazem oddzialujacym inoze byc lotny chlorowiec lub tlenowiec, na przyklad chlor lub siarka. Wedlug wynalazku pozadane jest, aby metalem uzytym do modyfikacji stanu powierzchni szkla byl sód, potas, antymon, bizmut, olów, cyna, miedz, kobalt, mangan, chrom, zelazo, nikiel, sre¬ bro, krzem lub tytan.Stwierdzono, ze wynalazek jest szczególnie sku¬ teczny przy wytwarzaniu jednolicie zabarwionej warstwy rozpuszczonego tlenku w powierzchni szkla, na przyklad takich metali jak kobalt, miedz lub mangan, przy czym rozpuszczony tlenek meta¬ lu wytwarza w szkle jednolicie zabarwiona war¬ stwe.Obecnosc sladów tlenu w strumieniu gazu, skie¬ rowanym na powierzchnie goracego szkla, wystar¬ cza zazwyczaj do ulatwiania utleniania lotnego zwiazku przy powierzchni szkla, co daje w wyniku przenikanie metalu w postaci jego tlenku wglab szkla i wytworzenie pozadanego zabarwienia jego powierzchni. Niezaleznie od sterowania tego pro¬ cesu przenikania droga regulacji stezenia zwiazku lotnego w sasiedztwie powierzchni szkla, dodatko¬ we sterowanie umozliwia regulacja warunków utleniania. Gazem utleniajacym moze byc tlen, para wodna lub dwutlenek wegla. Wedlug wyna¬ lazku pozadane jest by strumien gazu przeplywa¬ jacy nad masa metalu, zawieral od 5% do 10% chloru, przy czym reszte stanowi azot. Atmosfera ponad szklem, dokad skierowany jest zwiazek metalu w postaci pary, moze zawierac od 0,00001% do 6% tlenu. Mase metalu mozna ogrzewac lub chlodzic celem regulowania ilosci wytwarzanego zwiazku lotnego. Regulacja cieplna jest korzystna równiez przy regulowaniu cisnienia pary metalu gdy jest on lotny (na przyklad sód lub potas).Rozumie sie, ze warunki utleniajace nalezy rozu¬ miec w najszerszym znaczeniu chemicznym, podo¬ bnie jak to ma miejsce przy powolywaniu sie na tlen lub siarke.W innym przykladzie wykonania wynalazku, gdy stosuje sie sód, potas, antymon, bizmut, olów, cyne lub krzem, gazem reagujacym moze byc tlen.Najlepiej, gdy plyta szklana której nadaje sie zadana jakosc powierzchni, jest utrzymywana na powierzchni roztopionego metalu, poniewaz wtedy obróbke powierzchni szkla mozna przeprowadzac przy wysokiej temperaturze, wynoszacej na przy- 10 15 25 45 60 klad do 950°C bez narazenia gladkosci i plaskosci powierzchni plyty. Sposób wedlug wynalazku moz¬ na stosowac do plaskiego szkla badz to w postaci arkuszy, które przesuwa sie pojedynczo wzdluz powierzchni roztopionego metalu pod przykryciem, gdzie ma * miejsce obróbka za pomoca zwiazku metalu w postaci lotnej w warunkach utleniajacych, badz tez w postaci ciaglej tasmy przesuwanej wzdluz wanny z kapiela metalowa. Warstwa ta przesuwa sie na przód czesciowo sila bezwladnosci, czesciowo zas sila ciagu wywierana i skierowana wzdluz tasmy szkla. W zastosowaniu wynalazku do sposobu wytwarzania tasmy na kapieli metalo¬ wej pozadane jest skierowanie strumienia gazu nad górna powierzchnia tasmy szkla w tym jej obszarze, gdzie temperatura szkla wynosi ponad 600°C. Wynalazek jest zazwyczaj stosowany w czesci wanny zwanej goracym koncem, gdzie tem¬ peratura szkla zawiera sie w granicach od 800°C do 950°C.Kapiel metalowa moze tworzyc roztopiona cyna lub stop cyny, w którym ta ostatnia dominuje, ochronna zas atmosfera, utrzymywana nad powierz¬ chnia roztopionego metalu, zawiera zwykle skla¬ dnik redukujacy, na przyklad pewien procent wo¬ doru. Strumien gazu przeplywajacy w sasiedztwie powierzchni szkla podczas jego przesuwania sie przez strefe obróbki, jest izolowany od atmosfery ochronnej nad wanna z roztopionym metalem celem unikniecia reakcji par soli z odkryta po¬ wierzchnia cieklego metalu. Po opuszczeniu strefy obróbki, powierzchnie obrabiana goracego jeszcze szkla wystawia sie na dzialanie atmosfery redu¬ kujacej. Redukcja zmodyfikowanej powierzchni szkla, na przyklad wodorem znajdujacym sie w atmosferze nad wanna, powoduje wytworzenie lub zmiane barwy powierzchni szkla. Jezeli redukcja tej powierzchni nie jest potrzebna, to w obszarze nad kapiela roztopionego metalu utrzymuje sie ochronna atmosfere obojetna, na przyklad azotowa.Wynalazek obejmuje równiez urzadzenie do wy¬ robu szkla o zadanych wlasciwosciach sposobem opisanym wyzej, zawierajace wanne z kapiela z roztopionego metalu, nad która utrzymuje sie at¬ mosfere ochronna, urzadzenie do doprowadzania szkla do wanny i przesuwania go wzdluz niej z regulowana predkoscia, oraz termoregulatory do utrzymywania temperatury szkla na poziomie umo¬ zliwiajacym proces modyfikacji powierzchni. Urza¬ dzenie wedlug wynalazku wyposazone jest w ot¬ warta od spodu obudowe umieszczona tuz nad przesuwajaca sie powierzchnia szkla i ogranicza¬ jaca nad nim strefe obróbki oddzielona od atmo¬ sfery ochronnej. Pod obudowa umieszczone sa ele¬ menty do doprowadzania do powierzchni goracego szkla zwiazku metalu w postaci lotnej, elementy do utrzymywania pod oslona atmosfery utleniajacej, oraz zespól do odciagania zuzytych par spod obu¬ dowy.W urzadzeniu wedlug wynalazku pret stanowia¬ cy oslone, wykonany z metalu uzytego do obróbki szkla, jest zamocowany do konstrukcji wanny, osa¬ dzony tuz nad powierzchnia przesuwajacego sie szkla i ustawiony w poprzek jego drogi przesuwu.80 208 5 Zespól doprowadzajacy gaz jest zmontowany wzdluz jednego brzegu obudowy i tak skierowany aby doprowadzic strumien gazu w sasiedztwo powierz¬ chni szkla i wewnetrznej powierzchni preta. Zespól do odprowadzania gazu ustawiony jest wzdluz przeciwleglego brzegu obudowy. Jest on tak osa¬ dzony, ze gaz reaguje z materialem preta, a otrzy¬ mywany z tej reakcji zwiazek gazowy kieruje sie po zmieszaniu go z gazem utleniajacym na powierz¬ chnie szkla, które, przesuwa sie w kierunku ogól¬ nie zgodnym z kierunkiem przeplywu gazów pod obudowa w strone zespolu wyciagowego.W jednym z przykladów wykonania wynalazku pret ma obudowe zlozona: przednia jego czesc wykonana jest z metalu uzytego do obróbki szkla, tylna zas jest z obojetnego materialu ogniotrwalego.Ta ostatnia jest zaopatrzona w wylot w ksztalcie szczeliny polaczonej ze zródlem gazu, sluzacy do doprowadzania gazu utleniajacego do przestrzeni pod obudowa. Zespól doprowadzajacy gaz jest ustawiony wzdluz brzegu przedniej czesci preta.W innym przykladzie wykonania urzadzenia wedlug wynalazku, w którym zastosowano metal o nizszej temperaturze topnienia, obudowe tworzy ogniotrwaly kolpak zamocowany nad wanna z roz¬ topionym metalem, ustawiony w poprzek drogi przesuwu tasmy szkla. W kolpaku, w poblizu górnego wylotu wanny znajduje sie wylot gazu oddzialujacego, czesc kolpaka wystaje w dól pra¬ wie do powierzchni kapieli celem kierowania pary zwiazku ^metalu na powierzchnie tasmy szkla.Para zwiazku metalu moze byc wytwarzana w przewodzie doprowadzajacym ja do powierzchni szkla. Celem dokonania tego urzadzenia w innym przykladzie wedlug wynalazku, obudowa ma w przekroju ksztalt odwróconego „U", przy czym puste w srodku scianki sa'otwarte na swych dol¬ nych brzegach, tworzac w ten sposób szczeliny wy¬ ciagowe na przedniej i tylnej granicy strefy obrób¬ ki pod obudowa. Puste wnetrze obudowy laczy sie z zespolem wyciagowym do gazu, natomiast prze¬ wody doprowadzajace ze szczelinami sa ustawione w poprzek powierzchni wanny pod obudowa, przy czym jeden z tych przewodów jest polaczony z zespolem do wytwarzania pary zwiazku metali, co najmniej zas jeden z pozostalych przewodów laczy sie z zespolem doprowadzajacym tlen. Prze¬ wody ustawione sa tak, ze ich szczeliny skierowa¬ ne sa do obszaru obróbki na powierzchni szkla.W korzystnym wykonaniu tego przykladu przewód ze szczelina do doprowadzania pary zwiazku meta¬ lu zawiera z jednej strony wanny wewnetrzna wanienke na roztopiony metal, ponad która dopro¬ wadza sie .gaz oddzialujacy celem wytworzenia pary zwiazku metalu, która prowadzi sie dalej przewodem.Przedmiot wynalazku jest 'uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie wedlug wynalazku w prze¬ kroju wzdluznym, fig. 2 — wejsciowy koniec wan¬ ny po usunieciu przykrycia w widoku z góry, fig. 3 — fragment urzadzenia z fig. 1, zawierajacy obudowe z doprowadzeniem i zespolem wyciago¬ wym, umieszczone tuz nad przesuwajaca sie tasma 6 szkla w przekroju, fig; 4 — inna konstrukcje obu¬ dowy z fig. 3 w przekroju, fig. 5 — jeszcze inna konstrukcje obudowy z fig. 3 do metali, które sa stopione w temperaturze roboczej w przekroju, 5 fig. 6 — jeszcze inna konstrukcje obudowy w prze¬ kroju, a fig. 7 — przekrój wzdluz linii VII—'VII na fig. 6. Na rysunkach oznaczaja: 1 — palenisko pieca do topnienia szkla o dzialaniu ciaglym, 2 — przyslone regulacyjna. Palenisko jest zakonczone wylewem 3 — z progiem 4 i bocznymi sciankami 5, z których jedna widoczna jest na fig. 1. Próg 4 i scianki boczne 5 tworza wylew o przekroju w zasadzie prostokatnym. Wylew ten jest umieszczo¬ ny ponad dnem 6 podluznej wanny majacej sciany boczne 7 oraz koncowe 8 i 9. Wanna zawiera kapiel 10 z roztopionego metalu, której poziom wskazuje odnosnik 11. Kapiel 10 moze byc na przy¬ klad z roztopionej cyny lub roztopionego stopu cyny z dominacja tej ostatniej, o ciezarze wlasci¬ wym wiekszym od ciezaru wlasciwego szkla. Nad wanna znajduje sie przykrycie obejmujace daszek 12, sciany boczne 13 i koncowe 14 i 15, znajdujace sie odpowiednio przy koncach wanny wlotowym i wylotowym. Scianka* 14 przy koncu wlotowym rozciaga sie w dól prawie do powierzchni 11 roz¬ topionego metalu znajdujacego sie w goracym kon¬ cu wanny i okresla wraz z ta powierzchnia wlot 16 o ograniczonej wysokosci, przez który przesu¬ wa sie roztopione szklo. Scianka przykrycia 15 przy koncu wylotowym okresla wraz z wylotowa scian¬ ka koncowa 9 wanny wylot 17 przez który wypro¬ wadza sie wyprodukowana tasme szkla 18 na prze¬ nosnik o napedzanych walkach 19, umieszczony na zewnatrz konca wylotowego wanny i usytuowany nieco powyzej poziomu górnego brzegu scianki kon¬ cowej 9 wanny tak, ze tasma szkla 18 wychodzi przez wylot 17 nie dotykajac scianki 9.Walki 19 przenosza tasme szkla 18 do odprezarki (nie pokazanej na rysunku) w sposób powszechnie znany, oraz wywieraja sile ciagu w kierunku wzdluz tasmy szkla, pomagajaca do przesuwania tasmy szkla w czasie slizgania sie po powierzchni kapieli. Przedluzenie 20 przykrycia wanny siega az do przyslony 2 i tworzy komore, w której znajduje sie wylew 3. Roztopione szklo 21 krzemian wap- niowo-sodowy wylewa sie na powierzchnie 10 roz¬ topionego metalu przez wylew 3 w ilosci regulowa¬ nej, bezwladnosc zas tego szkla w chwili wylewa¬ nia przesuwa szklo naprzód wzdluz wanny.Przyslona 2 reguluje natezenie przeplywu roztopio¬ nego szkla 21 ponad progiem 4 wylewu. Próg 4 jest odlegly w kierunku pionowym od powierzchni 11 kapieli o kilka centymetrów tak, ze na tej dlugosci zachodzi swobodny spadek roztopionego szkla. Na fig. 1 przedstawiono to dla przejrzystosci w sposób przesadzony. Wspomniany swobodny spa¬ dek wystarcza, aby zapewnic utworzenie sie za szklem 21, przelewajacym sie ponad progiem 4, garbu roztopionego szkla 22, który rozciaga sie wstecz az do scianki 8 koncowej wanny. Podczas przesuwanie sie szkla wzdluz wanny temperature je¬ go reguluje sie za pomoca termoregulatorów 23 zanu¬ rzonych w kapieli i termoregulatorów 24 — umiesz- 15 20 25 so 35 40 45 50 55 607 czonych w przestrzeni 25 ograniczonej przez przy¬ krycie wanny.Gaz ochronny, na przyklad gaz redukujacy, za¬ wierajacy pewien procent na przyklad 3% do 5% wodoru, dostarcza sie do przestrzeni 25 przewodami 26 polaczonymi za posrednictwem odgalezien 27 z rura zbiorcza 28, która laczy sie z zespolem zasila¬ jacym w gaz. W przestrzeni 25 w zasadzie zamknie¬ tej, utrzymuje sie napelnienie gazem ochronnym, który wyplywa z przestrzeni 25 na zewnatrz przez wlot 16 i wylot 17, zapobiegajac w ten sposób wchodzeniu powietrza otaczajacego do przestrzeni nad wanna. Temperature roztopionego szkla21 do¬ starczanego do wanny reguluje sie tak, azeby zapewnic tworzenie sie na powierzchni kapieli war¬ stwy szkla 29. Bezwladnosc tej warstwy powoduje jej przesuw przez wlot 16. Podczas tego przesuwu zachodzi swobodny rozplyw poprzeczny roztopione¬ go szkla pod dzialaniem napiecia powierzchniowego i sily ciazenia. Trwa to, dopóty, dopóki z warstwy 29 nie utworzy sie na powierzchni kapieli tasma 30 roztopionego szkla, która przesuwa sie naprzód wzdluz wanny pod wplywem sily ciagnacej, wywie¬ ranej na koncowa czesc tasmy przez przenosnik o napedzanych walkach 19. Szerokosc wanny na poziomie powierzchni kapieli jest wieksza od sze¬ rokosci plynacej tasmy szkla, dzieki czemu poczat¬ kowy swobodny rozplyw poprzeczny roztopionego szkla nie napotyka na ograniczenia (fig. 2). W poblizu wlotowego konca kapieli, gdzie temperatura szkla wynosi od 800°C do 900°C, umieszczony jest pret 31 wykonany z metalu, który uzyty jest do modyfikacji powierzchni przesuwajacej sie tasmy szkla.Pret 31 ma w przekroju ksztalt odwróconej lite¬ ry „U" ze skierowanymi w dól sciankami 32 i jest umieszczony tak, ze dolne powierzchnie scianek 32 znajduja sie tuz nad górna powierzchnia przesu¬ wajacej sie tasmy szkla. Pret 31 stanowi obudowe otwarta od dolu tuz ponad przesuwajaca sie tasma szkla. Przedni brzeg obudowy 33 jest zamkniety przewodem 34 doprowadzajacym gaz, rozciagaja¬ cym sie w poprzek wanny miedzy jej scianami bocznymi 7 (fig. 3). Jeden koniec przewodu 34 jest zamkniety i przymocowany do jednej ze scian bo¬ cznych 7, podczas gdy drugi wystaje poza przeciw¬ legla sciane boczna 7 i laczy sie za posrednictwem zaworu regulacyjnego 35 z przewodem, który z kolei jest polaczony ze zródlem gazu utleniajacego, na przyklad chloru, który miesza sie z gazem utle¬ niajacym, na przyklad tlenem, w celu wytworzenia regulowanej atmosfery utleniajacej.Przewód 34 doprowadzajacy gaz moze byc na przyklad wykonany z rury krzemionkowej, w któ¬ rej wycieto wylot 37 w postaci szczeliny, rozciaga¬ jacej sie wzdluz rury kierujacej strumien gazu na calej szerokosci oslony w sasiedztwo zarówno gór¬ nej powierzchni obrabianego szkla jak i wewne¬ trznej powierzchni 32 preta metalowego 31, która to powierzchnia tworzy górna przykrywe obudowy 33. Obudowa 33 ma na dolnyn* brzegu przewód 40 wyciagowy do gazu wykonany z rury krzemionko¬ wej, umieszczony w podobny sposób jak przewód 34. Przewód.40 ma otwór wyciagowy 41 w postaci 208 8 szczeliny, rozciagajacy sie na cala szerokosc obu¬ dowy 33. Przewód 40 laczy sie poprzez zawór regu¬ lacyjny 42 z zespolem wyciagowym wytwarzajacym w przewodzie 40 podcisnienie. Pret31 jest podwie- 5 szony do daszka 12 za pomoca sworzni wieszako¬ wych 43. Sworznie 43 moga byc zamocowane w belce chlodzonej woda, stanowiacej element kon¬ strukcji przykrycia. Ponadto w iprecie 31 moga byc wykonane przewody chlodzace dla utrzymania od- !0 powiedniej temperatury preta 31 niezaleznie od temperatury panujacej w przestrzeni 25. Do prze¬ wodu 34 doprowadza sie w sposób regulowany lotny chlorowiec, na przyklad chlor. Celem wy¬ tworzenia zadanej atmosfery utleniajacej dodaje 15 sie w tym przykladzie do chloru niewielka ilosc tlenu. Korzystnie jezeli chlor doprowadza sie w mieszaninie z gazem obojetnym i tlenem, na przy¬ klad o skladzie: 5% chloru, 5% tlenu i 94,5% azotu. Zawartosc tlenu w doprowadzanym gazie 20 moze wynosic objetosciowo od 0,00001% do 6%.Celem wytworzenia w szkle barwy niebieskiej pret 31 musi byc wykonany z kobaltu. Mieszanine gazowa doprowadzana przez szczelinowy wlot 37 kieruje sie w poprzek wewnetrznej powierzchni 25 32 preta 31. Chlor zawarty w mieszaninie reaguje z kobaltem, przy czym powstaje chlorek kobaltu, który plynie w bliskosci powierzchni szkla w kie¬ runku zgodnym z ogólnym kierunkiem przeplywu gazów pod oslona. Wskutek tego górna powierz- 30 chnia 38 szkla przesuwajacego sie pod obudowa 33 jest wystawiona na dzialanie pary chlorku kobaltu w atmosferze utleniajacej.Sklad gazu ponizej preta 31 jest taki, ze nie zachodzi utlenianie dopóki zmieszane gazy nie zet¬ kna sie z powierzchnia szkla, co ulatwia utlenia¬ nie pary chlorku kobaltu wskutek rozpuszczania powstajacego tlenku kobaltu w powierzchniowej warstwie szkla. Rrozpuszczanie kobaltu w postaci tlenku przechodzacego z pary w powierzchnie szkla zachodzi w czasie, gdy szklo przesuwa sie pod obudowe 33. Zuzyte gazy sa odprowadzane przez szczeline 41 do przewodu wyciagowego 40.Rozpuszczanie kobaltu w powierzchni szkla 38 ste¬ ruje sie droga regulacji za pomoca zaworów 35 i 42 doplywu gazu pod obudowe 33 czyli stezenia lotnego chlorku kobaltu pod obudowe 33 w sasiedz¬ twie powierzchni szkla. Zwiekszanie natezenia przeplywu czynnego lotnego chlorowca ponad po¬ wierzchnia szkla pod zamknieciem wywoluje zwie¬ kszenie glebokosci obróbki powierzchni szkla.Stwierdzono, ze natezenie zabarwienia powierz¬ chni szkla przez metal zalezy od natezenia prze¬ plywu lotnego zwiazku metalu w atomosferze utle- 55 niajacej w bezposredniej bliskosci powierzchni szkla. Rozpuszczenie tlenku kobaltu w powierzchni szkla daje w wyniku ciagla, jednolicie, zabarwiona warstewke powierzchniowa szkla nie zawierajaca czastek tlenu. Chlorowanie powierzchni preta 6o umieszczonego w poprzek powierzchni tasmy szkla i blisko sasiadujacego z powierzchnia szkla zapew¬ nia równomiernosc obróbki przesuwajacej sie tas¬ my szkla na calej jej szerokosci pod obudowa 33 poniewaz cala tasma szkla poddawana jest obróbce 65 w takich samych warunkach, jednostajnych na calej80208 9 10 szerokosci szkla pod obudowa 33. Jezeli niebieska barwa szkla uzyskana za pomoca kobaltu ma byc zachowana, to atmosfera ponad wanna, ha której dzialanie wystawiona jest powierzchnia zawieraja¬ ca tlenek kobaltu, jest atmosfera azotu bez skla¬ dnika redukujacego. Barwe niebiesko-szara ¦ wytwa¬ rza sie droga redukcji czesci tlenku kobaltu w powierzchni szkla na kobalt koloidalny przez wpro¬ wadzenie niewielkiej ilosci, na przyklad 1% wodoru do atmosfery ochronnej, dostarczonej do przestrze¬ ni nad wanna przez kanaly 26. W gazie doplywa¬ jacym pod zamknieciem stosowano z powodzeniem az do 10%. chloru, w celu zas wytworzenia poza¬ danej atmosfery utleniajacej potrzebne sa jedynie slady tlenu, na przyklad od 100 do 500 na milion jednostek objetosciowych tlenu lub pary wodnej w atmosferze gazowej doprowadzanej pod zamknie¬ cie. Dodatkowy sposób regulacji wytwarzanego zabarwienia uzyskuje sie przez zmiane warunków utleniania: intensywna kobaltowo-niebieska barwe otrzymuje sie w szkle wytwarzanym na kapieli metalowej za pomoca 6% objetosciowego stezenia tlenu w atmosferze gazowej.Na fig. 4 przedstawiono inna konstrukcje zam¬ kniecia pokazanego na fig. 3 w której tlen nie styka sie z pretem metalowym. Zamkniecie tworzy pret zlozony, którego pierwsza czesc 44 wykonana z metalu, na przyklad kobaltu który ma byc uzyty do obróbki szkla, zamocowana jest do czesci dru¬ giej 45 wykonanej z obojetnego materialu ognio¬ trwalego, w której znajduje sie szczelinowy wlot 46 polaczony z dysza 47 doprowadzajaca gaz. Czy¬ sty chlor doprowadzany przewodem 34 reaguje z pretem kobaltowym 44, sasiadujacym z powierz¬ chnia szkla i w ten sposób powstaje strumien 48 chlorku kobaltu. Tlen dostarcza sie przez dysze 47 w ilosci mniejszej od tej, która reagowalaby z para chlorku kobaltu w warunkach panujacych ponad powierzchnia szkla. Na powierzchni szkla ponizej wlotu 46 zachodzi utlenianie, powodujace rozpusz¬ czanie sie tlenku kobaltu w szkle. W ten sposób unika sie wszelkiej tendencji do wytwarzania tlen¬ ków na precie metalowym.Innymi metalami, które moga byc zastosowane do modyfikacji powierzchni szkla sposobem wedlug wynalazku sa miedz, zelazo, mangan i .chrom. Wszy¬ stkie one wytwarzaja w szkle wlasciwe sobie bar¬ wy w postaci jednolitej, ciaglej warstewki powierz¬ chniowej. Na przyklad przy zastosowaniu pary chlorku miedzi wytwarzanej przez uzycie preta miedzianego o 31 i atmosfery podobnej jak przy kobalcie, uzyskuje sie piekna barwe niebiesko-zie- lona przy czym w przestrzeni 25 znajduje sie obo¬ jetna atmosfera azotowa. Czerwonawa barwe brazu uzyskuje sie, gdy nad wanna znajduje sie wodór.Tym samym sposobem mozna równiez wprowadzac do szkla powierzchniowe warstewki krzemu lub tytanu celem uzyskania pozadanych wlasciwosci odbicia i przepuszczenia.Doswiadczenia wykazaly równiez, ze przy uzyciu preta 31 ze srebra tworzy sie chlorek srebra i zna¬ czna liczba jonów srebra przechodzi do szkla droga wymiany jonowej, która zachodzi gdy lotny chlorek srebra przeplywa w sasiedztwie powierzchni szkla.Podobnie mozna w ten sposób wytwarzac w por wierzchni szkla warstewki zlote, których zaleta jest trwalosc i wlasnosc odbijania energii slone¬ cznej. Na fig. 5 przedstawiono jeszcze inna kon- 5 strukcje obudowy stosowanej wtedy, gdy metal uzywany do obróbki szkla topi sie w temperaturze szkla. Metalami takimi sa na przyklad sód, potas, antymon, bizmut, cyna i olów. "Masa roztopionego metalu 50, na przyklad cyny, znajduje sie w wy- io dluzonym naczyniu 51 z materialu ogniotrwalego, ustawionym w poprzek wanny miedzy scianami bocznymi 7 nad powierzchnia 11 roztopionego me¬ talu. Swobodna powierzchnia metalu 50 sasiaduje z powierzchnia obrabianego szkla. Kolpak ognio- 15 trwaly 52'o przekroju w ksztalcie litery „L" jest zamocowany miedzy scianami bocznymi 7 nad na¬ czyniem 51 z pozostawieniem ponad nim wolnej przestrzeni dla przeplywu gazu reagujacego, do¬ prowadzonego do tej przestrzeni przez szczelinowy 20 wlot 53 w rurze krzemionkowej 54, przez która gaz jest doprowadzany. Czesc 55 kolpaka 52 wystaje w dól prawie do górnej powierzchni 38 tasmy obrabianego szkla. Przed podstawa czesci 55 znaj¬ duje sie plaska dysza 56 ze szczelinowym wylotem 25 57 doprowadzajaca gaz. Gaz utleniajacy doprowa¬ dzany do dyszy 56 miesza sie z parami wychodza¬ cymi z oslony przy powierzchni szkla ponizej czesci 55. Zuzyty gaz odprowadza sie przez szczeline 60 w przewodzie wyciagowym 61 umieszczonym w 30 poblizu powierzchni szkla przy dolnym brzegu oslony. Gaz reagujacy dostarczany do rury krze¬ mionkowej 54 stanowi mieszanine 5% chloru i 95% azotu. Przeplywa on nad powierzchnia roztopionej cyny 50. Tworzy sie wtedy para chlorku cyny, 35 która odbywa krótka droge wskazana liczba 58, wewnatrz czesci 55 kolpaka, której temperatura jest taka sama jak przeplywajacej pary. Miesza¬ nina zlozona z 1% tlenu i 99% azotu dostarczana do dyszy 56, przeplywa jak wskazano liczba 59, 40 ponizej podstawy czesci 55, zapewniajac regulowa¬ na atmosfere utleniajaca ponad obszarem powierz¬ chni szkla, gdzie przeplywajacy chlorek cyny 58 styka sie w sposób ciagly z powierzchnia szkla, przesuwajacego sie naprzód pod podstawa czesci 55. 45 w wyniku zachodzacej w tym obszarze reakcji chlorku cyny z tlenem, wytwarza sie w szkle warstewka powierzchniowa tlenku cyny nadajaca powierzchni szkla wlasnosc przewodnictwa elektry¬ cznego. 50 W innym przykladzie gazem reagujacym jest tlen, który dostarcza sie do rury 54 w malym stezeniu, a mianowicie zmieszany z azotem w ilosci 0,1% tlenu i 99,9% azotu. Wytwarzajaca sie para tlenku cyny plynie w dól w kierunku powierzchni szkla* Przez dysze 56 doprowadza sie silnie utleniajaca mieszanine zawierajaca 10% tlenu z 90% azotu* Na powierzchni szkla para tlenku cyny utlenia sie na tlenek cyny, dajac w szkle warstewke powierz-. _ft chniowa przewodzaca elektrycznie. bU Na fig. 6 i 7 przedstawiono jeszcze inna kon¬ strukcje obudowy stosowana gdy do obróbki po¬ wierzchni szkla stosowany jest metal niskotopliwy, na przyklad sód, potas, antymon, bizmut, cyna lub 65 olów. Obudowe tworzy kolpak o przekroju w ksztal- 5580 208 li cie*^odwróconego „U", oznaczona ogólnie liczba 60.Sciany kolpaka 60 sa podwójne z kanalem przecho¬ dzacym pomiedzy nimi. Kazda z podwójnych scian 61 i 62 ma na dolnym brzegu otwarcie tworzace szczeliny 63, 64 wyciagowe na przednim i tylnym koncu strefy obróbki pod obudowa. Pusty kanal w kolpaku polaczony jest u góry z kanalem 65 wyciagowym do gazu, który to kanal laczy sie z kolei z zespolem wyciagowym gazu. Podobnie jak poprzednio, kolpak wykonany jest z obojetnego materialu ogniotrwalego. W poprzek tasmy szkla umieszczony jest kanal doprowadzajacy 66 wyko¬ nany z rury krzemionkowej ze szczelina 67, która jest skierowana w dól ku powierzchni szkla. Rura 66 jest zamknieta w jednym koncu 68 w drugim zas zbiega, ku górze do czesci wlotowej 69, która miesci sie w przestrzeni ograniczonej przez przy¬ krycie nad wanna z roztopionym metalem i jest wyposazona w wewnetrzne scianki 70 tworzace wewnetrzne naczynie 71 na stopiony metal, na przyklad cyne. Czesc 69 kanalu wystaje na ze¬ wnatrz przez sciany boczne 7 i laczy sie ze zródlem gazu reagujacego, na przyklad takiego jaki dopro¬ wadza sie do rury krzemionkowej 54 w konstrukcji przedstawionej na fig. 5. Pare metalu, na przyklad chlorku. cyny, wpuszcza sie przez szczeline 67 w kierunku powierzchni tasmy szkla, jak wskazano liczba 72. Po obu stronach srodkowego kanalu 66 pod .oslona znajduja sie rury krzemionkowe 73 i 74 doprowadzajace gaz utleniajacy, na przyklad mieszanine zawierajaca 1% tlenu i 99% azotu.Szczeliny 75 i 76 w rurach 73 i 74 ustawione sa do wewnatrz i .kieruja gaz utleniajacy w obszar powierzchni szkla, z którym styka sie lotny chlo¬ rek metalu wychodzacy ze szczeliny 67. Utlenianie chlorku zachodzi jedynie na powierzchni szkla i jest ulatwiane przez rozpuszczanie powstajacego tlenku w tej powierzchni. W wyniku tego powstaje na powierzchni szkla zmodyfikowana warstwa ciagla i jednolita na calej powierzchni szkla. Nie jest wazne, czy zwiazek metalu w postaci pary jest wytwarzany w sasiedztwie powierzchni szkla jak w przykladach przedstawionych na fig. 1 do 5, czy tez w przestrzeni nad wanna z roztopionym metalem jiask w przykladzie przedstawionym na fig. 6 i 7. Para zwiazku metalu moze byc w gruncie rzeczy dostarczana z zewnetrznego zródla poza wanna o ile tylko urzadzenie doprowadzajace jcst dostatecznie ogrzewane dla zapobiezenia skraplaniu sie pary po drodze.W przypadkach, gdy stosowany metal jest plynny w temperaturze panujacej w przestrzeni nad wan¬ na z roztopionym metalem, wygodniej jest jednak naogól stosowac obudowe pokazana na fig. 6 i 7, poniewaz nie sa wtedy potrzebne dodatkowe zespo¬ ly nagrzewajace do utrzymywania metalu w stanie plynnym czy tez zapobiegania skraplaniu par .zwiazku metalu w drodze do powierzchni szkla.Pret 31 moze byc wykonany ze stopu, na przy¬ klad kobaltu i chromu, co daje w wyniku nie- biesko-zielone zabarwienie szkla.W innym rozwiazaniu masa stopionego metalu, który ma wejsc w szklo, przywiera do materialu obojetnego, skierowanego w dól, na przyklad roz- 12 topiona masa olowiu lub stopu sodu z bizmutem prizywiera do preta z rutenu, sasiadujacego z po¬ wierzchnia szkla. Gaz reagujacy kieruje sie ponad roztopiona masa. Wedlug wynalazku mozna sto- 5 sowac równiez do modyfikacji szkla o innym skla¬ dzie, na przyklad zawierajacego pewna ilosc 0,5% zelaza.Arkusze szkla mozna obrabiac sposobem wedlug wynalazku przez przesuwanie tych arkuszy wzdluz, powierzchni roztopionego metalu pod obudowa za pomoca napedzanych zaczepów chwytajacych za brzegi arkuszy. Tam, gdzie jest mozliwa obróbka szkla w nizszej temperaturze, w której stykanie sie z mechanicznymi przenosnikami nie jest szko¬ dliwe dla szkla, to ostatnie w postaci tasmy lub arkuszy moze byc przesuwane pod obudowe na przenosniku walkowym. Szklo o wiekszej lepkosci niz krzemian wapniowo sodowy, moze byc przesu¬ wane na przenosniku walkowym lecz równie do¬ brze moze byc obrabiane na kapieli z roztopionego metalu, na której przesuwa sie w sposób ciagly w postaci tasmy. Czyste szklo krzemowe mozna obrabiac przy zastosowaniu pary utlenionej w bar¬ dzo wysokiej temperaturze, na przyklad ponad 1200°C. W tym sposobie zabarwienie powierzchni szkla polega na utworzeniu ciaglej warstwy w po¬ wierzchni szkla. Sposób daje sie równie dobrze stosowac do obróbki szkla walcowanego, na przy¬ klad wzorzystego lub do profilów szklanych walco¬ wanych w sposób ciagly i nastepnie cietych na odcinki jako elementy konstrukcyjne stosowane w budownictwie. Obrabiane moga byc wewnetrzne lub zewnetrzne powierzchnie wyrobów ze szkla prasowanego, na przyklad powierzchnie zewnetrzne bloku szklanego pustego w srodku mozna zabarwic sposobem wedlug wynalazku przez umieszczenie bloku jeszcze goracego natychmiast po wyjeciu z prasy nad pretem metalowym, na przyklad z ko¬ baltu i skierowainie mieszaniny 5% chloru, 0,5% tlenu i 94,5% azotu przez szczeline pomiedzy po¬ wierzchnia preta i zewnetrzna powierzchnia bloku.Na tej ostatniej uzyskuje sie w ten sposób zadane niebieskie zabarwienie.Powierzchnie innych wyrobów mozna obrabiac za pomoca, sposobu wedlug wynalazku, na przy¬ klad wyrobom ksztaltowym takim, jak plyty czo¬ lowe lamp kineskopowych, mozna nadawac specjal¬ nie obrabiana powierzchnie, gdy szklo jest jeszcze gorace, przed przejsciem wyrobów do odprezarku PL PL

Claims (10)

1. Z a strzeze ni1 a patentowe 1. Sposób wytwarzania szkla w wysokiej tempe¬ raturze, znamienny tym, ze zwiazek metalu w po¬ staci pary kieruje sie na goraca powierzchnie szkla w warunkach utleniajacych przy temperaturze po¬ wyzej 600°C i reguluje sie stezenie gazu utlenia¬ jacego tak, ze tlenek metalu powstaje w miare jak równomiernie rozpuszcza sie w goracej war¬ stwie powierzchniowej szkla.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zwiazek metalu wytwarza sie droga reakcji z me¬ talem umieszczonym w poblizu obrabianej powierz¬ chni szkla. 15 20 25 30 35 40 45 50 65 6080 208 13 14

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze jako gaz stosuje sie halogen.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako metal oddzialywujacy na szklo stosuje sie sód, potas, antymon, bizmut, olów, cyna, miedz, Jsobalt, mangan, chrom, zelazo, nikel, srebro, krzem lub tytan.

5. Urzadzenie do wytwarzania szkla zawierajace wanne z kapiela roztopionego metalu, nad któ¬ ra utrzymuje sie atmosfere ochronna, elementy do doprowadzania szkla do wanny i przesuwanie go wzdluz niej z regulowana predkoscia oraz termo¬ regulatory do utrzymywania dostatecznie wysokiej temperatury szkla zapewniajacej jego podatnosc na modyfikacje powierzchni, znamienne tym, ze ma obudowe (33, 52, 55, 60) otwarta od spodu, umiesz¬ czona tuz nad powierzchnia przesuwajacego sie szkla (38), wyznaczajaca nad powierzchnia szkla (38) strefe obróbki oddzielona od atmosfery ochron¬ nej, przy czym pod obudowa (33) ma elementy (34, 37) lub (34, 44) lub (51, 53) lub (67, 68, 69, 70, 71) doprowadzajace zwiazek metalu w postaci pary do powierzchni goracego szkla, elementy (34) lub (47) lub (56) lub (73, 74) do utrzymywania wewnatrz obudowy atmosfery utleniajacej oraz elementy (40) lub (60) lub (63, 64, 65) do odprowadzania zuzytej pary z obudowy (33).

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze obudowe stanowi pret (31) zawierajacy element do oddzialywania na szklo przymocowany do wan¬ ny (12) w poprzek wstegi szkla przesuwajacej sie wzdluz wanny w poblizu powierzchni szkla i ma przewód (34) doprowadzajacy gaz umieszczony wzdluz jednego z brzegów obudowy (33) i ustawio¬ ny tak, ze kieruje strumien gazu w sasiedztwo po¬ wierzchni szkla i wewnetrznej powierzchni (32) preta (31), oraz przewód wyciagowy (40) do gazu umieszczony wzdluz przeciwleglego brzegu obudo¬ wy (33).

7. Urzadzenie do wytwarzania szkla zawierajace wanne z kapiela roztopionego metalu, elementy do ¦doprowadzania szkla do wanny i przesuwania go wzdluz niej z regularna predkoscia oraz termore¬ gulatory do utrzymywania dostatecznie wysokiej temperatury, zapewniajacej jego podatnosc na mo¬ dyfikacje powierzchni, znamienne tym, ze pret sklada sie z dwóch czesci (44, 45), przy czym jego przednia czesc (44) jest wykonana z metalu jaki ma byc uzyty do obróbki szkla, a tylna czesc (45) wykonana jest z obojetnego materialu ogniotrwa¬ lego, oraz ma szczelinowy wylot (46, 47) polaczony 10 15 ze zródlem gazu dla doprowadzenia gazu utlenia¬ jacego do zamkniecia, a przewód (34) doprowadza¬ jacy gaz jest umieszczony wzdluz brzegu przedniej czesci preta.

8. Urzadzenie do wytwarzania szkla zawierajace wanne z kapiela roztopionego metalu, elementy do doprowadzania szkla do wanny i przesuwania go wzdluz niej z regulowana predkoscia oraz termo-, regulatory do utrzymywania dostatecznie wysokiej temperatury, zapewniajacej jego podatnosc na mo¬ dyfikacje powierzchni, znamienne tym, ze obudowe stanowi ogniotrwala oslona (52, 55), zamocowana nad naczyniem ogniotrwalym (51) na roztopiony metal (50), przy czym naczynie (51) i oslona (52, 55) usytuowane sa w poprzek przesuwajacej sie tasmy szkla, a oslona w sasiedztwie górnej otwar¬ tej czesci naczynia (51) ma rure (54) ze szczelino¬ wym wylotem (53) doprowadzajacym gaz reguluja¬ cy, a czesc (55) oslony (52) wystaje w dól prawie do powierzchni kapieli (11) dla kierowania pary zwiazku metalu na powierzchnie tasmy szkla.

9. Urzadzenie do wytwarzania szkla zawierajace wanne z kapiela roztopionego metalu, elementy do doprowadzania szkla do wanny i przesuwania go wzdluz niej z regularna predkoscia oraz termoregu¬ latory do utrzymywania dostatecznie wysokiej tem¬ peratury zapewniajacej jego podatnosc na modyfi¬ kacje powierzchni, znamienne tym, ze obudowe 30 stanowi kolpak (60) w ksztalcie odwróconej litery „U" zawierajacy podwójne scianki otwarte u dolu i tworzace szczeliny (63, 64) wyciagowe na prze¬ dnim i tylnym brzegu strefy obróbki pod zamknie¬ ciem, a przestrzen miedzy podwójnymi sciankami 35 oslony (60) jest polaczona z zespolem odprowadza¬ jacym gaz a pod zamknieciem umieszczone sa w poprzek powierzchni wanny kanaly (66, 73, .74) zasilajace, przy czym kanal zasilajacy (66) jest po¬ laczony z zespolem do wytwarzania pary zwiazku 40 metalu a co najmniej jeden z pozostalych kana¬ lów (73, 74) polaczony jest ze zródlem tlenu, a kanaly sa tak ustawione, ze ich szczeliny (67, 75, 76) sa skierowane na obszar obróbki na powierz¬ chni szkla. 25 45 50

10. Urzadzenie wedlug zastrz. 9, znamienne tym, ze kanal (66) doprowadzajacy pare zwiazku me¬ talu zawiera z jednej strony wanny wewnetrzne naczynie (70) roztopionego metalu (71) ponad któ¬ re doprowadza sie gaz reagujacy dla wytworzenia pary zwiazku metalu prowadzonej dalej kana¬ lem (66).80 208 21 28 21 , 3/ 3P- ^ .. zW Bg^L jo f EiffA. lfV 4P X\1e%45 38 48 Eig^JL 52 50 rzzZzzzzfcz^ZA * 1/KwS \~58 hwfmij y.v^//,vaT 57 K59 II - ' ¦' ' ' '¦'/?* ^TTTlI -10- 60 LDA — Zaklad Nr 2 — TYPO, zam. 586/75 — 120 egz. Cena 10 zl PL PL